Modelagem de Estados

Introdução

Objetos do mundo real se encontram em estados particulares a cada momento. uma jarra está cheia de líquido uma pessoa está cansada.

Da mesma forma, cada objeto participante de um sistema de software orientado a objetos se encontra em um estado particular.

Um objeto muda de estado quando acontece algum evento interno ou externo ao sistema.

Durante a transição de um estado para outro, um objeto realiza determinadas ações dentro do sistema.

Quando um objeto transita de um estado para outro, significa que o sistema no qual ele está inserido também está mudando de estado.

Diagrama de transição de estado

Através da análise das transições entre estados dos objetos de um sistema de software, podem-se prever todas as possíveis operações realizadas, em função de eventos que possam ocorrer.

O diagrama da UML que é utilizado para realizar esta análise é o diagrama de transição de estado (DTE).

A UML tem um conjunto rico de notações para desenhar um DTE. Estados Transições Evento Ação Atividade Transições internas Estados aninhados Estados concorrentes

Estado

Situação na vida de um objeto em que ele satisfaz a alguma condição ou realiza alguma atividade. É função dos valores dos atributos e (ou) das ligações com outros objetos. O atributo reservado deste objeto livro tem valor verdadeiro. Uma conta bancária passa para o vermelho quando o seu saldo fica

negativo. Um professor está licenciado quando não está ministrando curso

algum durante o semestre. Um tanque está na reserva quando nível de óleo está abaixo de

20%. Um pedido está atendido quando todos os seus itens estão

atendidos. Estados podem ser vistos como uma abstração dos

atributos e associações de um objeto.

Estados inicial e final

O estado inicial indica o estado de um objeto quando ele é criado. Só pode haver um estado inicial em um DTE. Essa restrição serve para definir a partir de que ponto um DTE

deve começar a ser lido.

O estado final é representado como um círculo “eclipsado” e indica o fim do ciclo de vida de um objeto. é opcional e pode haver mais de um estado final em um DTE.

Notação da UML para estados:

Os estados estão associados a outros pelas transições. Uma transição é mostrada como uma linha conectando

estados, com uma seta apontando para um dos estados.

Quando uma transição entre estados ocorre, diz-se que a transição foi disparada.

Uma transição pode ser rotulada com uma expressão da seguinte forma:

evento (lista-parâmetros) [guarda] / ação

Transições

Eventos

Uma transição possui um evento associado. Um evento é algo que acontece em algum ponto no

tempo e que pode modificar o estado de um objeto: Pedido realizado Fatura paga Cheque devolvido

Os eventos relevantes a um sistema de software podem ser classificados em nos seguintes tipos.

1. Evento de chamada: recebimento de uma mensagem de outro objeto.

2. Evento de sinal: recebimento de um sinal.3. Evento temporal: passagem de um intervalo de tempo

predefinido.4. Evento de mudança: uma condição que se torna verdadeira.

Tipos de Evento

Evento de chamada corresponde ao recebimento de uma mensagem de outro

objeto. Pode-se pensar neste tipo de evento como uma

solicitação de serviço de um objeto a outro. Evento de sinal

Neste evento o objeto recebe um sinal de outro objeto que pode fazê-lo mudar de estado.

A diferença básica entre o evento de sinal e o evento de chamada é que neste último o objeto que envia a mensagem fica esperando a execução da mesma.

No evento de sinal, o objeto remetente continua o seu processamento após ter enviado o sinal.

Tipos de Evento (cont.)

Evento de temporal Corresponde à passagem de um intervalo de tempo predefinido.

O objeto pode interpretar a passagem de um certo intervalo de tempo como sendo um evento.

É especificado com a cláusula after seguida de um parâmetro que especifica um intervalo de tempo.

after(30 segundos): indica que a transição será disparada 30 segundos após o objeto ter entrado no estado atual.

Evento de mudança Corresponde a uma condição que se torna verdadeira. É representado por uma expressão de valor lógico (verdadeiro ou falso) e

é especificado utilizando-se a cláusula when. when(saldo > 0): significa que a transição é disparada quando o valor

do atributo saldo for positivo. Eventos temporais também podem ser definidos utilizando-se a cláusula

when. when(data = 13/07/2002) when(horário = 00:00h)

Exemplo (ContaBancária)

Eventos resultando em eventos

A ocorrência de um evento relevante pode ocasionar a ocorrência de outro evento.

No exemplo a seguir, além da transição de estados, o evento OutroEvento (relevante a objetoAlvo) também é disparado.

Condição de guarda

É uma expressão de valor lógico que condiciona o disparo de uma transição.

A transição correspondente é disparada se e somente se o evento associado ocorre e a condição de guarda é verdadeira. Uma transição que não possui condição de guarda é sempre

disparada quando o evento ocorre. A condição de guarda pode ser definida utilizando-se

parâmetros passados no evento e também atributos e referências a ligações da classe em questão.

Ações

Ao transitar de um estado para outro, um objeto pode realizar uma ou mais ações.

Uma ação é uma expressão definida em termo dos atributos, operações, associações da classe ou dos parâmetros do evento também podem ser utilizados.

A ação associada a uma transição é executada se e somente se a transição for disparada.

Atividades

Semelhantes a ações, atividades são algo que deve ser executado.

No entanto, uma atividade pode ser interrompida (uma ação não pode). Por exemplo, enquanto a atividade estiver em execução,

pode acontecer um evento que a interrompa. Outra diferença: uma atividade sempre está associada

a um estado (ao contrário, uma ação está associada a uma transição).

Ponto de junção

Pode ser que o próximo estado de um objeto varie de acordo com uma condição. Se o valor da condição for verdadeiro, o objeto vai

para um estado E1; se o valor for falso, o objeto vai para outro estado E2.

É como se a transição tivesse bifurcações, e cada transição de saída da bifurcação tivesse uma condição de guarda.

Essa situação pode ser representada em um DTE através de um ponto de junção

Pontos de junção permitem que duas ou mais transições compartilhem uma “trajetória de transições”.

Ponto de junção

De uma forma geral, pode haver um número ilimitado de transições saindo de um ponto de junção.

Pode haver também uma transição de saída que esteja rotulada com a cláusula else. Se as outras condições forem falsas, a transição da clausula

else é disparada. Pontos de junção permitem que duas ou mais

transições compartilhem uma “trajetória de transições”. De uma forma geral, pode haver um número ilimitado

de transições saindo de um ponto de junção. Pode haver também uma transição de saída que esteja

rotulada com a cláusula else. Se as outras condições forem falsas, a transição da clausula

else é disparada.

Exemplo de Ponto de junção

Cláusulas

No compartimento adicional de um retângulo de estado podem-se especificar ações ou atividades a serem executadas.

Sintaxe geral: evento / [ação | atividade] Há três cláusulas predefinidas: entry,exit,do Cláusula exit

Pode ser usada para especificar uma ação a ser realizada no momento em que o objeto entra em um estado.

A ação desta cláusula é sempre executada, independentemente do estado do qual o objeto veio.

É como se a ação especificada estivesse associada a todas as transições de entrada no estado.

Cláusulas

Cláusula exit Serve para declarar ações que são executadas sempre que o

objeto sai de um estado. É sempre executada, independentemente do estado para o

qual o objeto vai. É como se a ação especificada estivesse associada a

todas as transições de saída do estado.

Cláusula do Usada para definir alguma atividade a ser executada quando o

objeto passa para um determinado estado. Ao contrário da cláusula entry, serve para especificar uma

atividade ao invés de uma ação.

Cláusula do - exemplo

Cláusulas entry e exit - exemplo

Cláusula do - exemplo

Exemplo (Despertador)

Identificação dos elementos de um

diagrama de estados

Identificação de elementos do DTE

Um bom ponto de partida para identificar estados é analisar os possíveis valores de seus atributos e as ligações que ele pode realizar com outros objetos.

No entanto, a existência de atributos ou ligações não é suficiente para justificar a criação de um DTE. O comportamento de objetos dessa classe deve depender de

tais atributos ou ligações.

Identificação de elementos do DTE

Já que transições dependem de eventos para ocorrer, devem-se identificar estes eventos primeiramente.

Além disso, deve-se examinar também se há algum fator que condicione o disparo da transição. Se existir, este fator deve ser modelado como uma

condição de guarda da transição. Um bom ponto de partida para identificar eventos é a

descrição dos casos de uso. Os eventos encontrados na descrição dos casos de uso

são externos ao sistema. Contudo, uma transição pode também ser disparada

por um evento interno ao sistema.

Identificação de elementos do DTE

De uma forma geral, cada operação com visibilidade pública de uma classe pode ser vista como um evento em potencial.

Uma outra fonte para identificação de eventos associados a transições é analisar as regras de negócio. “Um cliente do banco não pode retirar mais de R$ 1.000

por dia de sua conta”. “Os pedidos para um cliente não especial devem ser

pagos antecipadamente”. “O número máximo de alunos por curso é igual a 30”.

Um DTE para uma classe

Os diagramas de estados são desenhados por classe. Desvantagem: dificuldade na visualização do estado do

sistema como um todo. Essa desvantagem é parcialmente compensada pelos

diagramas de interação. Nem todas as classes de um sistema precisam de um

DTE. Somente classes que exibem um comportamento

dinâmico relevante. Objetos cujo histórico precisa ser rastreado pelo sistema

são típicos para se construir um diagrama de estados.

Procedimento para construção

1. Identifique os estados relevantes para a classe.

2. Identifique os eventos relevantes. Para cada evento, identifique qual a transição que ele ocasiona.

3. Para cada estado: identifique as transições possíveis quando um evento ocorre.

4. Para cada estado, identifique os eventos internos e ações correspondentes.

5. Para cada transição, verifique se há fatores que influenciam no seu disparo. (definição de condições de guarda e ações).

6. Para cada condição de guarda e para cada ação, identifique os atributos e ligações que estão envolvidos.

7. Defina o estado inicial e os eventuais estados finais.

8. Desenhe o DTE.